[实用新型]一种卷绕式方形动力锂离子电池卷针

说明书

本实用新型涉及一种锂离子电池，尤其涉及一种卷绕式方形动力锂离子电池。

用能量密度更高的锂离子电池运用于汽车领域正成为一项核心技术，它具有重量轻、储能大、功率大、无污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽泛等特点，是电动自行车、电动摩托车、电动小轿车、电动大货车等较为理想的车用蓄电池。

在现有的电池制造工艺中，卷绕具有效率高的特点，广泛应用于圆柱形电池和方形电池中。圆柱电池具有一致性好，便于大批量生产的特点，但单体电池的容量有限，而且散热性能受到影响，因而大型动力锂离子电池一般采用方形结构。

现在方形锂离子电池电芯卷绕针为双层向心摆动式设计，由于卷针重复使用，多达数十万次，此类双层结构卷针其总厚度亦需要一定尺寸维持其强度。

卷绕过程中，将正极片、负极片和隔膜缠绕在卷针上卷绕成型，然后将卷针拔出，对卷芯平压成型。卷芯成品在压平工序中因双层卷针留下之间隙太大，造成电芯压平后出现内外圈材料不协调问题而变形，甚至产生S形，同时卷芯内层极片在折弯处由于高曲率，出现活性物质脱落现象。

大型动力锂离子电池为提高电池的放电特性，需采用多极耳的方式，极耳往往堆叠后焊接，极耳处占据较多空间。虽然在极耳处增加了绝缘垫片起绝缘与固定作用，但在外部剧烈振动时，卷芯仍有活动可能性，存在安全隐患。

同时，在卷芯制作及入壳过程中，隔膜横向端面边角处存在损伤隐患而无法完全检出，在入壳及电芯剧烈振动过程中，隔膜横向端面均存在挤压可能性，使电池存在安全隐患。

综上所述，当前卷绕式动力锂离子电池至少有以下几方面的缺陷：

（1）电芯的一致性较差；

（2）卷芯内部空隙大，需要大量电解液填充，增加了电池的成本；

（3）卷绕针拔出后极片无张力，循环后卷芯变形加大，使电芯鼓胀，进而影响到电化学性能和尺寸控制；

（4）平压成型后内层极片折弯处活性物质脱落，增大了电池的自放电。

（4）平压成型后内层极片折弯处活性物质脱落，增大了电池的自放电。

（5）卷芯极耳占据较多空间，降低了电池体积能量密度。

（6）卷芯有活动可能性，存在安全隐患。

（7）隔膜横向端面边角处损伤导致安全隐患。

本实用新型的目的是提供一种卷绕式方形动力锂离子电池，解决了已有技术的问题，消除卷芯变形与活性物质脱落的现象，固定卷芯，增大电芯内部空间利用率，提高电池的安全性能。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种卷绕式方形动力锂离子电池卷针，包括卷芯，其特征是：卷针的两端分别安装挡板，挡板上设有极耳槽，卷芯缠绕在卷针上，卷芯的两侧引出极耳，极耳穿过极耳槽。

根据所述的一种卷绕式方形动力锂离子电池卷针，其特征在于：所述卷针内部设有加强筋。

本实用新型的优点效果在于：本技术方案中，通过采用薄形卷针并且卷针不拔出，卷芯内部没有明显空隙，卷芯不需平压而且卷芯不变形，提高了电芯的一致性。本技术方案中，卷针留在卷芯内部而且卷针边缘呈弧形，增加了电极片的曲率半径，消除了高曲率造成卷绕式电芯活性物质脱落的技术问题。本技术方案中，卷针留在卷芯内部，使电极片存在张力，降低了循环后电极片的变形，消除了方形电芯的鼓胀现象，提高了电芯电化学性能与安全性能。本技术方案中，不同卷芯的极耳焊接在盖板极耳连接片的不同位置，避免了极耳堆叠，极耳占据空间小。本技术方案中，卷针将卷芯固定在电芯内部，即使剧烈振动也使其无法活动，提高了电芯安全性。本技术方案中，卷针挡板与绝缘垫片共同保护隔膜横向端面避免受到挤压与损伤，提高了电芯安全性。本实用新型的另一有益之处是，卷绕紧密平整，卷芯内部无明显空隙，而且在循环后无鼓胀现象，因此不需要大量电解液进行填充，大大节约了电解液用量。同时电解液用量减少还提高了电芯的安全性能。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为卷芯的结构示意图。

图3为卷针的结构示意图。

附图中：1、卷芯； 2、绝缘垫片； 3、极耳；4、卡槽；5、挡板； 6、极耳槽；7、卷针；8、加强筋。

附图中：1、卷芯； 2、绝缘垫片； 3、极耳；4、卡槽；5、挡板； 6、极耳槽；7、卷针；8、加强筋。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：